高中物理教學(xué)中培養(yǎng)類比思維的策略研究

張雷明

(江蘇省徐州市新沂市高級(jí)中學(xué) 221400)

類比思維是指從事物的屬性出發(fā)，將已知事物的屬性與某種具有相似之處的未知事物屬性進(jìn)行類比分析，通過分析對(duì)未知事物進(jìn)行掌握與了解的研究的創(chuàng)造性思維形式.在高中物理的學(xué)習(xí)研究中，采用類比思維可以促進(jìn)學(xué)生聯(lián)想、假設(shè)與模擬學(xué)習(xí)能力的發(fā)展與掌握，這將有效地促進(jìn)學(xué)生舉一反三的學(xué)習(xí)能力，從而促進(jìn)高中物理教學(xué)的發(fā)展與效率提升.

一、使用科學(xué)研究范式，將類比思維滲透到教學(xué)中

物理教師在教學(xué)過程中要充分地將類比思想教學(xué)滲透到課堂教學(xué)中，通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)等探究學(xué)習(xí)模式促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)與類比思想的雙重掌握.具體到教學(xué)流程上，教師首先要引入物理相關(guān)概念—設(shè)立相應(yīng)問題情景—學(xué)生進(jìn)行問題假設(shè)—聯(lián)想(找定類比對(duì)象)——依據(jù)二者間的相關(guān)關(guān)系及相似性進(jìn)行理論假設(shè)—進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)—得出結(jié)論.例如：在教學(xué)“電場(chǎng)原理及其應(yīng)用”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，我首先就為學(xué)生引入了電場(chǎng)的相關(guān)概念，并引導(dǎo)著學(xué)生向重力場(chǎng)與地磁場(chǎng)等方向進(jìn)行思考，這種問題的出現(xiàn)可謂是挑戰(zhàn)了學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)掌握的求知欲，學(xué)生可以充分地投入到這一問題的論證之中，從電磁場(chǎng)、重力場(chǎng)等知識(shí)的定理、概念、現(xiàn)實(shí)形式與實(shí)驗(yàn)流程等方向考慮這些內(nèi)容的相似之處，從而尋求“真理”.教師在這一教學(xué)過程中要重視對(duì)學(xué)生的思維引導(dǎo)，不要讓學(xué)生從其他方向進(jìn)行考慮，要求學(xué)生運(yùn)用類比思維對(duì)物理現(xiàn)象的特征進(jìn)行分析，鼓勵(lì)學(xué)生大膽地進(jìn)行假設(shè)，提高學(xué)生類比思維的活躍度.

二、教學(xué)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行反復(fù)訓(xùn)練，增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用類比思維的意識(shí)

教師要使學(xué)生牢固掌握高中物理知識(shí)，就需要學(xué)生進(jìn)行一定量的習(xí)題訓(xùn)練，這些訓(xùn)練題應(yīng)當(dāng)是較為經(jīng)典、以類比思維為解題基礎(chǔ)的，學(xué)生在進(jìn)行這一訓(xùn)練時(shí)要避免題海戰(zhàn)術(shù)，教師不僅要為學(xué)生進(jìn)行經(jīng)典例題的挑選，還要結(jié)合實(shí)際的教材進(jìn)度與知識(shí)，設(shè)計(jì)以類比思想為基礎(chǔ)且解題思路明確的題目，這種題目的難度應(yīng)比正常例題要更高，這些題目的價(jià)值意義不在于解題的答案，而是要學(xué)生進(jìn)行充分的類比思想運(yùn)用考慮，當(dāng)學(xué)生不能夠?qū)@些問題得出有效答案時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)組織全體學(xué)生進(jìn)行有效的解題探討，從類比思想出發(fā)對(duì)問題進(jìn)行交流，這種做法的價(jià)值在于可以使每位同學(xué)都能得到全體學(xué)生的思考成果，同時(shí)還可以從別人的思路中反思自己，深刻意識(shí)到自己對(duì)類比思維運(yùn)用、理解中的局限性與誤區(qū)，促使學(xué)生對(duì)類比思維模式有著更為深刻的認(rèn)識(shí)與掌握，從而進(jìn)一步提高學(xué)生的類比思維能力.

三、教學(xué)過程中多采用類比思維進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，推動(dòng)學(xué)生優(yōu)先使用類比思維

物理學(xué)是依靠實(shí)驗(yàn)不斷發(fā)展的科學(xué)，作為高中物理教師應(yīng)當(dāng)在教學(xué)中認(rèn)識(shí)這一點(diǎn)，在教學(xué)過程中大量的運(yùn)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力.同時(shí)，類比思維也是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中最為常用的思維方式與邏輯探究工具，教師在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)有意識(shí)的為學(xué)生選取以類比思維為基礎(chǔ)的探究實(shí)驗(yàn)并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn).例如：在教學(xué)“重力勢(shì)能、電勢(shì)能與分子間的勢(shì)能對(duì)比”時(shí)，學(xué)生通過類比法對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并為其進(jìn)行了羅列，繪制了相應(yīng)的表格.從這一表格中可以看出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中運(yùn)用了類比思維并將之運(yùn)用到了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)中，可見類比思維在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中可以有效地推進(jìn)學(xué)生知識(shí)的可視化.

物理量重力勢(shì)能電勢(shì)能分子間勢(shì)能勢(shì)能變化重力做正功勢(shì)能減小,做負(fù)功勢(shì)能增大.電做正功勢(shì)能減小,電做負(fù)功勢(shì)能增大.分子力做正功勢(shì)能減小,分子力做負(fù)功勢(shì)能增大.相對(duì)性零勢(shì)能點(diǎn)不同,勢(shì)能大小正負(fù)不同零勢(shì)能點(diǎn)不同,勢(shì)能大小正負(fù)不同零勢(shì)能點(diǎn)不同,勢(shì)能大小正負(fù)不同絕對(duì)性兩不同位置勢(shì)能差值與零勢(shì)能點(diǎn)無關(guān)兩不同位置勢(shì)能差值與零勢(shì)能點(diǎn)無關(guān)兩不同位置勢(shì)能差值與零勢(shì)能點(diǎn)無關(guān)正負(fù)號(hào)代表大小代表大小代表大小

四、充分利用物理學(xué)史的價(jià)值，培養(yǎng)學(xué)生類比思維能力

在高中物理教材中的每一章節(jié)都以附加段落的形式增加了與本章節(jié)教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的物理學(xué)發(fā)展史的相關(guān)內(nèi)容，這就是對(duì)學(xué)生進(jìn)行價(jià)值觀培養(yǎng)教學(xué)的一部分.在學(xué)生學(xué)習(xí)過程教師可以通過對(duì)這一內(nèi)容的先置導(dǎo)學(xué)引導(dǎo)出課程教學(xué)內(nèi)容，在這一教學(xué)過程中教師要重視類比思維的運(yùn)用，通過將物理學(xué)發(fā)展歷史及轉(zhuǎn)折點(diǎn)呈現(xiàn)給學(xué)生的方式，可以使學(xué)生對(duì)人類社會(huì)的物理發(fā)展的歷程有所體會(huì)與了解，并以此為支點(diǎn)，逐步形成正確積極的科學(xué)探究觀念.在教學(xué)過程中教師要培養(yǎng)學(xué)生的懷疑探究精神，靈活多變地掌握多種學(xué)習(xí)方法來研究探索.例如在教學(xué)“電阻及其原理”這一課時(shí)，我就為學(xué)生介紹了法拉第發(fā)現(xiàn)電磁的歷史過程，并為學(xué)生復(fù)盤了法拉第當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)，并要求學(xué)生自我進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生可能會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)失敗的現(xiàn)象，我則引導(dǎo)學(xué)生從類比思維出發(fā)，考慮實(shí)驗(yàn)器材或程序的設(shè)置，置換實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭械碾娮柙蛘{(diào)整實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，以使實(shí)驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行，并在這一過程中培養(yǎng)學(xué)生的類比思維能力.

在高中物理教學(xué)階段，類比思維是極為重要的思維方式.在教學(xué)中教師要善于總結(jié)知識(shí)點(diǎn)，尋找形式或本質(zhì)類同或具有類比意義的知識(shí)點(diǎn)，通過類比教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)高中物理的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的類比思維能力.在教學(xué)過程中教師不僅要對(duì)學(xué)生進(jìn)行強(qiáng)調(diào)教學(xué)，還要對(duì)學(xué)生進(jìn)行潛移默化地教學(xué)影響，使學(xué)生將類比思維內(nèi)化成自己的知識(shí)體系.